1. Файли з оцифрованих звуком
2. Основні поняття, терміни та інші дані, пов'язані з оцифруванням звуку
3. Файли з заголовком
4. Перелік і області застосування найбільш поширених форматів звукових файлів без заголовка
5. Файли з нотним записом
6. Перелік стандартів і форматів звукових файлів з нотним записом

Наше деловое партнерство www.banwar.org

Звукова інформація (аудіоінформація) в мультимедійних системах технологічно зазвичай представляється у вигляді аудіоряду, тобто послідовності значень амплітуди звукового тиску, записаних у цифровій формі.

Аудиоряд може включати мова, музику, ефекти (звуки типу шуму, грому, скрипу і т.д.). Файли, що містять цифрову запис звукових даних (голосу, музичних творів або їх фрагментів та інших звуків будь-якої природи).

Існують два основних типи звукових файлів: з оцифрованих звуком і нотним записом.

Файли з оцифрованих звуком

Звукові файли, в яких вихідна безперервна ( "аналогова") форма сигналу записана у вигляді послідовності коротких дискретних значень амплітуд звукового сигналу, виміряних ( "обраних") через однакові проміжки часу і мають між собою досить малий інтервал. Процес заміни безперервного сигналу послідовністю його значень називають дискретизацією, а таку форму запису - через сигнал PCM, ІКМ (англ. Pulse Code Modulation - PCM). Апаратна реалізація обробки оцифрованого звуку полягає в тому, що АЦП перетворює аналоговий сигнал в безліч цифрових вимірів, а при відтворенні ЦАП здійснює зворотний процес - перетворення цифрового сигналу в аналоговий. Файли з оцифрованих звуком бувають двох видів: з заголовком і без заголовка.

Основні поняття, терміни та інші дані, пов'язані з оцифруванням звуку

вибірка

, Відлік (звукового сигналу) - дискретне ( "миттєве") значення, відповідне мінімального фрагменту вихідного звукового сигналу. Вибірка характеризує амплітуду звукового сигналу і звичайно являє собою ціле число (8 або 16 біт). Може здійснюватися по одному каналу (моно), двом (стерео) або більшій кількості каналів. Процес поділу сигналу на вибірки називається квантуванням.

Розрядність дискретизації - величина, що визначає кількість біт на один канал. Чим вище розрядність дискретизації, то краща якість запису і відтворення звуку.

Частота дискретизації - величина, яка визначає, скільки разів в секунду проводиться зчитування вибірок з аналогового сигналу. При цифровому записі звуків частота дискретизації вимірюється в герцах і кілогерцах. Чим більша їх кількість, тим вище якість звуку.

Деякі формати звукових файлів підтримують довільну частоту дискретизації (наприклад,

VOC

- файли в діапазоні від 5000 до 44100 Гц); інші - тільки певні частоти дискретизації (WAV-файли можуть бути оцифровані з частотами 11 025, 22050, 44100 Гц). Тому конвертація (перетворення) файлу одного формату в інший не завжди можливо.

Файли з заголовком

У заголовку вказуються параметри, які характеризують оцифрований звук, включаючи: частоту дискретизації; кількість бітів на відлік (8 або 16); кількість каналів - моно (1) або стерео (2); ASCII-символ, що описують тип файлу; довжину записаних даних в байтах; номер версії формату; метод компресії; величину зміщення блоку даних щодо початку файлу і ін.

Перелік і області застосування найбільш поширених форматів звукових файлів з заголовком:

розширення

Короткі відомості про форматах

* .Aiff, * .aif

AIF, AIFF [Audio Interchange File Format] - даний формат поширений в системах Apple Macintosh і Silicon Graphics;

AIFC, A IFF-С [Audio Interchange File Format-Compressed] - той же AIFF, тільки з заданими параметрами стиснення (компресії); використовуються в ПК фірми Apple.

* .au
* .snd

AU - звуковий формат призначений для роботи зі звуком у робочих системах SUN, NeXT, DEC, Linux і FreeBSD; забезпечує економію пам'яті, завдяки чому знайшов широке поширення в Інтернеті.

* .iff

IFF [Interchange File Format] - формат, який має схожість з RIFF [Resource Interchange File Format], що є універсальним для запису будь-яких структурованих даних. Основна відмінність полягає в підтримці їм так званої програмно-семплерной емуляції музичних інструментів. Звук в файлі ділиться на дві частини: те, що має звучати спочатку, і елемент того, що йде за началом. В результаті друга частина звукового фрагмента повторюється за початковою стільки раз, скільки потрібно користувачеві і нота може звучати як завгодно довго. Використовується в системах типу IFF / 8SVX на комп'ютерах фірми Amiga.

* .mp3

MР3

- формат, в якому використані параметри стиснення, що мають схожість з форматом jpeg для зображень. Коефіцієнт стиснення складає 10 - 12 разів, однак фахівцями він вважається досить складним і не забезпечує високу якість звуку.

* .voc

VOC [Voice File] - 8-бітний моно-формат сімейства звукових карт SoundBlaster фірми Creative Labs. Широко використовується в старих немузикальних програмах.

HСОМ - те ж саме, що і VOC (8 біт, моно), але тільки для ПК фірми Apple Macintosh.

* .wav

WAVE [Waveform Audio File] - формат, розроблений фірмою Microsoft і зарекомендував себе одним з найпростіших для запису і зберігання дискретних даних. Відноситься до одного з варіантів файлів сімейства RIFF [Resource Interchange File Format] і є жорстко структурованою. У заголовку крім звичайних значень (в тому числі розрядність, рівні гучності і т.п.) в wav можуть бути вказані і багато інших параметрів, наприклад, мітки позицій для синхронізації, загальна кількість дискретних значень, порядок відтворення різних частин звукового файлу, а також текстова інформація.

Перелік і області застосування найбільш поширених форматів звукових файлів без заголовка

розширення

Короткі відомості про форматах

* .pcm

PCM * [Pulse Code Modulation] - буквально: "імпульсний-кодова модуляція - ІКМ". Хоча файли з таким розширенням зустрічаються рідко (в основному на аудіо-CD), ІКМ є основоположною для всіх звукових файлів. Метод запису і зберігання аудіоінформації в цьому форматі неощадливий, однак обсяги сучасних пристроїв зовнішньої пам'яті (в тому числі вінчестерів і оптичних дисків) дозволяють його використовувати не дивлячись на пов'язані з цим втрати, які можуть становити десятки мегабайт.

* .dpcm

DPCM * [Difference Pulse Code Modulation] - варіант формату PCM, в якому з метою підвищення економії зберігання звукових даних на диску використаний метод стиснення запису, який отримав найменування "різницевих РСМ". Дана схема стиснення з фіксованою швидкістю перетворює послідовність вимірювань, зберігаючи тільки різницю між наступним і попереднім значеннями сигналів. Збереження дискового простору відбувається за рахунок того, що значення різниці менше самих вимірювань

* .adpcm

ADPCM [Adaptive DPCM] - "Адаптивний DPCM": формат DPCM, доповнений використанням так званого коефіцієнта масштабованості. Необхідність цього заходу обумовлена ​​вимогою виключення спотворень звуку, викликаних помилками вимірювання різниці амплітуд сигналів, які пов'язані зі значними перепадами гучності окремих складових звуку.

Формати сімейства PCM використовуються не тільки для запису звуку, але і сейсмограмм, де неприйнятні способи стиснення за часом, що не дають можливість здійснити прецизионную службу часу (точність записи по часовій шкалі).

Файли з нотним записом

Звукові файли, які містять послідовність команд, які повідомляють яку ноту і яким інструментом і як довго потрібно відтворювати в той чи інший момент часу. Формат може передбачати одночасну гру кількох музичних інструментів, в цьому випадку говорять про відповідній кількості голосів. Наприклад, плата Sound Blaster 16 підтримує 20-голосний синтез.

При відтворенні файлів з нотним записом можуть використовуватися такі види синтезу звуку:

FM-синтез

- синтез з використанням частотної модуляції, при якій формується частота звучання відповідної ноти. Даний метод дозволяє успішно імітувати реальні музичні інструменти (піаніно, гітару і т.п.);

wavetable-синтез - "Табличний синтез": використовує оцифровку нот реальних інструментів. Отримання необхідної ноти проводиться шляхом оцифровки однієї ноти реального інструменту. Вихідні оцифровки містяться в файлі з нотним записом або в окремому файлі (такі файли одночасно є файлами з нотним записом і містять оцифрований звук).

Перелік стандартів і форматів звукових файлів з нотним записом

розширення

Область застосування / фірма розробник

* .mid

MID - формат файлу, який містить повідомлення про MIDI-системі, встановленої на ПК або в пристрої. Має такі різновиди:

Roland LA (розроблений фірмою Roland Corporation);

GM (General MIDI) - стандарт MIDI-повідомлень. Визначає відповідність 128 номерів патчів звукового банку даних конкретним інструментам. Для ударних інструментів зарезервований 10-й MIDI-канал. Стандартизує також номери основних контролерів.

Використовує всі 16 каналів. Перевага обміну файлами MIDI в порівнянні з файлами оцифрованого звуку полягає в тому, що файли MIDI набагато менше за розміром, так як вони зберігають ноти, а не детальну запис звуку.

Basic MIDI - використовує канали з 13-го по 16-й;

Extended MIDI - використовує канали з 1-го по 10-й;

GS (General Sound) - розширена версія стандарту GM, розроблена фірмою Roland; допускається використання ієрархії багатьох звукових банків даних; передбачено до десяти перемикаються наборів ударних інструментів; розширений список контролерів;

XG - найбільш розвинений станом на 1999 р стандарт MIDI-повідомлень, запропонований фірмою Yamaha.

* .mod

MOD - формат, який підтримуючи "понотний підхід" зберігання даних, насправді зберігає зразки звуку. Спочатку використовувався програмами SoundTracker, NoiseTracker (ПК Amiga). Підтримується багатьма програмами IBM-сумісних ПК (4 канали, є варіанти до 32 каналів). Файли з нотним записом .mod і аналогічні (з оцифровки інструментів) можна послухати за допомогою різноманітних програм-програвачів, які зазвичай дозволяють відтворювати один формат файлів. В цьому одна з його переваг по відношенню до формату MIDI.

Чи знаєте Ви,

що будь-яка розумна людина скаже, що не може бути посмішки без кота і диму без вогню, щось там, в космосі, мабуть, тепле, яке випромінює ЕМ-хвилі, який відповідає температурі 2.7ºК. Дійсно, спостерігається космічне мікрохвильове випромінювання (CMB) є теплове випромінювання частинок ефіру, що мають температуру 2.7ºK. Ще на початку ХХ століття великі хіміки і фізики Д. І. Менделєєв і Вальтер Нернст передбачили, що таке випромінювання (температура) має виявлятися в космосі. У 1933 році проф. Еріх регенера з Штуттгарта за допомогою стратосферних зондів виміряв цю температуру . Його вимірювання дали 2.8ºK - практично точне сучасне значення. Детальніше читайте в FAQ по ефірної фізиці .